JP6563601B2 - Multi-level pulser and related apparatus and method - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、参照によりその全体が本明細書中に援用される、代理人整理番号B1348.70019US00のもとで2015年12月2日に出願された「MULTI−LEVEL PULSER AND RELATED APPARATUS AND METHODS(マルチレベルパルサーならびに関連する装置および方法)」と題された米国特許出願第14/957,382号の米国特許法第120条の利益を継続主張している。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS [0001] This application is a "MULTI--" filed on Dec. 2, 2015 under Attorney Docket No. B1348.70019US00, which is incorporated herein by reference in its entirety. We continue to allege the benefit of US Patent Application No. 14 / 957,382, entitled “LEVEL PULSER AND RELATED APPARATUS AND METHODS”.

[0002] 本出願はまた、参照によりその全体が本明細書中に援用される、代理人整理番号B1348.70020US00のもとで2015年12月2日に出願された「LEVEL SHIFTER AND RELATED METHODS AND APPARATUS(レベルシフタならびに関連する方法および装置)」と題された米国特許出願第14/957,398号の米国特許法第120条の利益を継続主張している。 [0002] This application is also referred to as “LEVEL SHIFTER AND RELATED METHODS AND, filed Dec. 2, 2015 under Attorney Docket No. B1348.70020US00, which is incorporated herein by reference in its entirety. US Patent Application No. 14 / 957,398, entitled “APPARATUS (Level Shifters and Related Methods and Apparatus)”, continues to claim the benefit of Section 120 of the US Patent Act.

[0003] 本出願は、マルチレベルパルサーおよび/またはレベルシフタを有する超音波装置に関する。 [0003] The present application relates to an ultrasonic device having a multi-level pulser and / or a level shifter.

[0004] 超音波装置は、画像診断および/または治療を行うために用いられ得る。超音波画像診断は、内部軟組織身体構造を見るために用いられ得る。超音波画像診断は、病原を発見するために、または、任意の病変を排除するために用いられ得る。超音波装置は、人間に可聴な周波数よりも高い周波数を有する音波を用いる。超音波画像は、プローブを用いて超音波のパルスを組織内に送信することによって作成される。音波は組織に反射し、異なる組織は様々な程度の音を反射する。これらの反射した音波は、記録され、画像として操作者に表示され得る。音響信号の強度(振幅)および波が体中を移動するのにかかる時間により、画像を生成するのに用いられる情報が提供される。 [0004] Ultrasound devices can be used to perform diagnostic imaging and / or treatment. Ultrasound imaging can be used to view internal soft tissue body structures. Ultrasound imaging can be used to find pathogens or to eliminate any lesions. Ultrasound devices use sound waves having a frequency higher than that audible to humans. An ultrasound image is created by transmitting a pulse of ultrasound into the tissue using a probe. Sound waves reflect off tissue and different tissues reflect varying degrees of sound. These reflected sound waves can be recorded and displayed as an image to the operator. The intensity (amplitude) of the acoustic signal and the time it takes for the wave to travel through the body provide information used to generate the image.

[0005] 超音波装置を用いて多くの様々なタイプの画像を形成することができる。画像はリアルタイム画像であり得る。例えば、組織の2次元の断面、血流、経時的な組織の動き、血液の場所、特定の分子の存在、組織の剛性、または3次元領域の構造を示す画像を生成することができる。 [0005] Many different types of images can be formed using an ultrasound device. The image can be a real-time image. For example, an image can be generated that shows a two-dimensional cross-section of the tissue, blood flow, tissue movement over time, blood location, the presence of certain molecules, tissue stiffness, or the structure of a three-dimensional region.

[0006] 本出願の態様によれば、少なくとも1つの超音波トランスデューサと、少なくとも1つの超音波トランスデューサに結合されたマルチレベルパルサーであって、それぞれの入力電圧を受けるように構成された複数の入力端子、出力電圧を提供するように構成された出力端子、ならびに第1のダイオードに結合された第1の導電型を有する第1のトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに結合された第2の導電型を有する第2のトランジスタを含む、第1の入力端子と出力端子の間の信号経路を含むマルチレベルパルサーとを含む、装置および装置を対象とする方法が提供されている。 [0006] According to an aspect of the present application, at least one ultrasonic transducer and a multi-level pulsar coupled to the at least one ultrasonic transducer, the plurality of inputs configured to receive respective input voltages A first transistor having a first conductivity type coupled to the first diode and a second diode coupled in parallel, the output terminal configured to provide an output voltage, and a first transistor having a first conductivity type coupled to the first diode; An apparatus and method directed to the apparatus is provided that includes a multi-level pulser that includes a signal path between a first input terminal and an output terminal that includes a second transistor having two conductivity types.

[0007] 本出願の態様によれば、それぞれの入力電圧を受けるように構成された複数の入力端子と、出力電圧を提供するように構成された出力端子と、第1のダイオードに結合された第1の導電型を有するトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに結合された第2の導電型を有するトランジスタを含む、第1の入力端子と出力端子の間の信号経路とを含むマルチレベルパルサーを対象とした装置および方法が提供されている。 [0007] According to an aspect of the present application, a plurality of input terminals configured to receive respective input voltages, an output terminal configured to provide an output voltage, and a first diode coupled A multi-channel including a signal path between a first input terminal and an output terminal, comprising a transistor having a first conductivity type and a transistor having a second conductivity type coupled to a second diode connected in parallel Devices and methods for level pulsars are provided.

[0008] 本出願の態様によれば、基板上の少なくとも1つの超音波トランスデューサと、少なくとも1つの超音波トランスデューサに結合された該基板上のレベルシフタとを備える装置が提供されている。レベルシフタは、入力電圧を受けるように構成された入力端子と、入力電圧からレベルシフトされた出力電圧を提供するように構成された出力端子と、入力端子と出力端子の間に結合されたコンデンサとを含む。レベルシフタは、さらに、能動高圧素子への入力と高圧電源の第1の電圧の間に逆バイアス構成で結合されたダイオードを含む。いくつかのそうした実施形態では、能動高圧素子の入力は、コンデンサの出力に結合されている。 [0008] According to an aspect of the present application, an apparatus is provided comprising at least one ultrasonic transducer on a substrate and a level shifter on the substrate coupled to the at least one ultrasonic transducer. The level shifter includes an input terminal configured to receive an input voltage, an output terminal configured to provide an output voltage level shifted from the input voltage, and a capacitor coupled between the input terminal and the output terminal. including. The level shifter further includes a diode coupled in a reverse bias configuration between the input to the active high voltage device and the first voltage of the high voltage power supply. In some such embodiments, the input of the active high voltage element is coupled to the output of the capacitor.

[0009] 本出願の態様によれば、入力電圧を受けるように構成された入力端子と、入力電圧からレベルシフトされた出力電圧を提供するように構成された出力端子と、入力端子と出力端子の間に結合されたコンデンサと、能動高圧素子への入力と高圧電源の第1の電圧の間に逆バイアス構成で結合されたダイオードとを備えるレベルシフタが提供されている。いくつかの実施形態では、能動高圧素子の入力は、コンデンサの出力に結合されている。 [0009] According to an aspect of the present application, an input terminal configured to receive an input voltage, an output terminal configured to provide an output voltage level-shifted from the input voltage, the input terminal and the output terminal A level shifter is provided comprising a capacitor coupled between and a diode coupled in a reverse bias configuration between the input to the active high voltage device and the first voltage of the high voltage power supply. In some embodiments, the input of the active high voltage element is coupled to the output of the capacitor.

[0010] 本出願の様々な態様および実施形態は、以下の図を参照して説明される。図は必ずしも縮尺通りに描画されていないことが理解されるべきである。複数の図に登場する項目は、全ての図において同一の参照番号によって示される。 [0010] Various aspects and embodiments of the application are described with reference to the following figures. It should be understood that the figures are not necessarily drawn to scale. Items appearing in multiple figures are indicated by the same reference number in all figures.

[0011]本出願の非限定的な実施形態によるマルチレベルパルサーおよび/またはレベルシフタを含む超音波装置のブロック図である。[0011] FIG. 1 is a block diagram of an ultrasound device including a multi-level pulser and / or level shifter according to a non-limiting embodiment of the present application. [0012]本出願の非限定な実施形態によるマルチレベルパルサーの非限定的な回路図である。[0012] FIG. 4 is a non-limiting circuit diagram of a multi-level pulsar according to a non-limiting embodiment of the present application. [0013]本出願の非限定的な実施形態によるレベルシフタの第1の実施形態の回路図である。[0013] FIG. 6 is a circuit diagram of a first embodiment of a level shifter according to a non-limiting embodiment of the present application; [0014]本出願の非限定的な実施形態によるレベルシフタの第2の実施形態の回路図である。[0014] FIG. 6 is a circuit diagram of a second embodiment of a level shifter according to a non-limiting embodiment of the present application. [0015]本出願の非限定的な実施形態によるマルチレベルパルス形成の第1の段階における図2の回路の非限定的な等価回路である。[0015] FIG. 3 is a non-limiting equivalent circuit of the circuit of FIG. 2 in a first stage of multi-level pulse formation according to a non-limiting embodiment of the present application. [0016]本出願の非限定的な実施形態によるマルチレベルパルス形成の第2の段階における図2の回路の非限定的な等価回路である。[0016] FIG. 3 is a non-limiting equivalent circuit of the circuit of FIG. 2 in a second stage of multi-level pulse formation according to a non-limiting embodiment of the present application. [0017]本出願の非限定的な実施形態によるマルチレベルパルス形成の第3の段階における図2の回路の非限定的な等価回路である。[0017] FIG. 3 is a non-limiting equivalent circuit of the circuit of FIG. 2 in a third stage of multi-level pulse formation according to a non-limiting embodiment of the present application. [0018]本出願の非限定的な実施形態によるマルチレベルパルス形成の第4の段階における図2の回路の非限定的な等価回路である。[0018] FIG. 6 is a non-limiting equivalent circuit of the circuit of FIG. 2 in a fourth stage of multi-level pulse formation according to a non-limiting embodiment of the present application. [0019]本出願の非限定的な実施形態によるマルチレベルパルス形成の第5の段階における図2の回路の非限定的な等価回路である。[0019] FIG. 6 is a non-limiting equivalent circuit of the circuit of FIG. 2 in a fifth stage of multi-level pulse formation according to a non-limiting embodiment of the present application. [0020]本出願の非限定的な実施形態によるマルチレベルパルス形成の第6の段階における図2の回路の非限定的な等価回路である。[0020] FIG. 6 is a non-limiting equivalent circuit of the circuit of FIG. 2 in the sixth stage of multi-level pulse formation according to a non-limiting embodiment of the present application. [0021]本出願の非限定的な実施形態による時間依存的なマルチレベルパルスおよび制御信号の非限定的な例を示すグラフである。[0021] FIG. 7 is a graph illustrating non-limiting examples of time-dependent multi-level pulses and control signals according to a non-limiting embodiment of the present application.

[0022] 発明者らは、高強度パルスを送信するのに必要な電力は、複数のレベルを有する電気パルスを形成することによって大幅に低減され得ることを認識、理解していた。 [0022] The inventors have recognized and understood that the power required to transmit a high intensity pulse can be significantly reduced by forming an electrical pulse having multiple levels.

[0023] 本出願の態様は、高強度超音波エネルギーを標的に集束させて、標的または標的の周囲領域の温度を選択的に上昇させることによって、病気または損傷組織を治療するために用いられ得る高強度集束超音波(HIFU)手順に関する。HIFU手順は、治療目的または切除目的のために用いられ得る。パルス状信号は、HIFUを生成するために用いられ得る。本出願の態様によれば、そうした高強度パルスの生成は、数十〜数百ボルトの駆動電圧を要し得る。 [0023] Aspects of the present application may be used to treat diseased or damaged tissue by focusing high intensity ultrasound energy on a target and selectively raising the temperature of the target or a region surrounding the target. It relates to a high intensity focused ultrasound (HIFU) procedure. The HIFU procedure can be used for therapeutic or ablation purposes. The pulsed signal can be used to generate a HIFU. According to aspects of the present application, the generation of such high intensity pulses may require drive voltages of tens to hundreds of volts.

[0024] 「低」電圧および「高」電圧を有する典型的な2レベルパルスの生成に関連する消費電力は、高電圧の2乗に比例する。例えば、0に等しい「低」電圧を有する2レベルパルスの生成は、P(2)=C2*fと等しい電力を必要とする。ここで、P(2)は2レベルパルスを生成するのに必要な電力であり、Cはパルスを受ける負荷の静電容量であり、Vは「高」電圧であり、fは2レベルパルスの繰り返し周波数である。 [0024] The power consumption associated with generating a typical two-level pulse having a "low" voltage and a "high" voltage is proportional to the square of the high voltage. For example, the generation of a two-level pulse having a “low” voltage equal to 0 requires power equal to P (2) = C * V 2 * f. Where P (2) is the power required to generate the two-level pulse, C is the capacitance of the load that receives the pulse, V is the “high” voltage, and f is the two-level pulse. It is a repetition frequency.

[0025] 本出願の態様によれば、HIFU手順のパルスの生成に関連する消費電力は、数十〜数千ワットを超え得、したがって回路にかなりの量の熱を生成させる。 [0025] According to aspects of the present application, the power consumption associated with generating pulses for the HIFU procedure can exceed tens to thousands of watts, thus causing the circuit to generate a significant amount of heat.

[0026] 本出願の態様は、消費電力および放熱を低減させるように設計されたマルチレベルパルサーに関する。 [0026] Aspects of the present application relate to a multi-level pulsar designed to reduce power consumption and heat dissipation.

[0027] さらに、本出願の態様は、マルチレベルパルサーを駆動させるように構成されたレベルシフタ回路に関する。本明細書中で開示されたレベルシフタは、典型的なレベルシフタと比較してかなり少ない電力を消散させ得る。つまり、静的電力消費をごくわずかとし得ながら、電力はレベルが切り替えられるときのみ消散され得る。 [0027] Further aspects of the present application relate to a level shifter circuit configured to drive a multi-level pulsar. The level shifters disclosed herein can dissipate significantly less power compared to typical level shifters. That is, power can be dissipated only when the level is switched, while static power consumption can be negligible.

[0028] 上述の態様及び実施形態、ならびに追加の態様および実施形態は、以下でさらに説明される。本出願はこの点に限定されるものではないので、これらの態様および/または実施形態は、個別に、全てまとめて、または2つ以上の任意の組み合わせで用いられ得る。 [0028] The aspects and embodiments described above, as well as additional aspects and embodiments, are further described below. Since this application is not limited in this respect, these aspects and / or embodiments may be used individually, all together, or in any combination of two or more.

[0029] 図1は、本出願の非限定的な実施形態による受信した超音波信号を処理する回路を示す。回路100は、N個の超音波トランスデューサ102a…102nを含み、Nは整数である。超音波トランスデューサは、いくつかの実施形態では、受信した超音波信号を表す電気信号を生成するセンサである。超音波トランスデューサはまた、いくつかの実施形態では、超音波信号を送信し得る。超音波トランスデューサは、いくつかの実施形態では、容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ(CMUT)であってもよい。超音波トランスデューサは、いくつかの実施形態では、圧電型マイクロマシン超音波トランスデューサ(PMUT)であってもよい。他の実施形態では、さらなる代替のタイプの超音波トランスデューサが用いられてもよい。 [0029] FIG. 1 shows a circuit for processing a received ultrasound signal according to a non-limiting embodiment of the present application. The circuit 100 includes N ultrasonic transducers 102a ... n, where N is an integer. The ultrasonic transducer is a sensor that, in some embodiments, generates an electrical signal representative of the received ultrasonic signal. The ultrasonic transducer may also transmit an ultrasonic signal in some embodiments. The ultrasonic transducer may be a capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT) in some embodiments. The ultrasonic transducer may be a piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (PMUT) in some embodiments. In other embodiments, further alternative types of ultrasonic transducers may be used.

[0030] 回路100は、さらにN個の回路チャネル104a…104nを備える。回路チャネルは、それぞれの超音波トランスデューサ102a…102nに対応してもよい。例えば、8個の超音波トランスデューサ102a…102nおよび8個の対応する回路チャネル104a…104nが存在してもよい。いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサ102a…102nの数は、回路チャネルの数より多くてもよい。 [0030] The circuit 100 further includes N circuit channels 104a ... 104n. A circuit channel may correspond to each ultrasonic transducer 102a ... n. For example, there may be eight ultrasonic transducers 102a ... n and eight corresponding circuit channels 104a ... n. In some embodiments, the number of ultrasonic transducers 102a ... n may be greater than the number of circuit channels.

[0031] 本出願の態様によれば、回路チャネル104a…104nは送信回路を含んでもよい。送信回路は、それぞれのマルチレベルパルサー108a…108nに結合したレベルシフタ106a…106nを含んでもよい。マルチレベルパルサー108a…108nは、それぞれの超音波トランスデューサ102a…102nを制御して、超音波信号を発してもよい。 [0031] According to aspects of the present application, the circuit channels 104a ... 104n may include transmission circuitry. The transmission circuit may include level shifters 106a ... 106n coupled to respective multi-level pulsars 108a ... 108n. The multi-level pulsars 108a... 108n may control the respective ultrasonic transducers 102a.

[0032] 回路チャネル104a…104nはまた、受信回路を含んでもよい。回路チャネル104a…104nの受信回路は、それぞれの超音波トランスデューサ102a…102nから電気信号出力を受信してもよい。示された例では、各回路チャネル104a…104nは、それぞれの受信スイッチ110a…110nおよび増幅器112a…112nを含む。受信スイッチ110a…110nは、所与の超音波トランスデューサ102a…102nからの電気信号の読み出しを有効にする/無効にするために制御されてもよい。より一般には、受信スイッチは110a…110nは、同一の機能を行うのにスイッチの代替物が採用され得るので、受信回路であってもよい。増幅器112a…112nは、トランスインピーダンスアンプ(TIA)であってもよい。 [0032] The circuit channels 104a ... n may also include a receiving circuit. The receiving circuits of the circuit channels 104a ... n may receive electrical signal outputs from the respective ultrasonic transducers 102a ... n. In the example shown, each circuit channel 104a ... n includes a respective receiving switch 110a ... n and amplifier 112a ... n. The receiving switches 110a ... 110n may be controlled to enable / disable reading electrical signals from a given ultrasonic transducer 102a ... n. More generally, the receiving switches 110a... 110n may be receiving circuits because alternative switches may be employed to perform the same function. The amplifiers 112a to 112n may be transimpedance amplifiers (TIAs).

[0033] 回路100は、さらに、本明細書中で加算器または加算増幅器とも称される平均化回路114を備える。いくつかの実施形態では、平均化回路114は、バッファまたは増幅器である。平均化回路114は、増幅器112a…112nの1つ以上から出力信号を受信し得、平均化出力信号を提供し得る。平均化出力信号は、様々な増幅器112a…112nからの信号を加算または減算することによって、部分的に形成され得る。平均化回路114は、可変フィードバック抵抗を含んでもよい。可変フィードバック抵抗の値は、平均化回路がそれらから信号を受信する増幅器112a…112nの数に基づいて動的に調整され得る。平均化回路114は、オートゼロブロック116に結合されている。 [0033] The circuit 100 further comprises an averaging circuit 114, also referred to herein as an adder or summing amplifier. In some embodiments, the averaging circuit 114 is a buffer or amplifier. The averaging circuit 114 may receive output signals from one or more of the amplifiers 112a ... n and may provide an averaged output signal. The averaged output signal can be formed in part by adding or subtracting signals from the various amplifiers 112a ... 112n. The averaging circuit 114 may include a variable feedback resistor. The value of the variable feedback resistor can be dynamically adjusted based on the number of amplifiers 112a ... 112n from which the averaging circuit receives signals. The averaging circuit 114 is coupled to the auto zero block 116.

[0034] オートゼロブロック116は、減衰器120および固定利得増幅器122を含む時間利得補償回路118に結合されている。時間利得補償回路118は、ADCドライバ124を介して、アナログ−デジタルコンバータ(ADC)126に結合されている。示されている例では、ADCドライバ124は、第1のADCドライバ125aおよび第2のADCドライバ125bを含む。ADC126は、平均化回路114からの信号(複数可)をデジタル化する。 [0034] The autozero block 116 is coupled to a time gain compensation circuit 118 that includes an attenuator 120 and a fixed gain amplifier 122. Time gain compensation circuit 118 is coupled to analog-to-digital converter (ADC) 126 via ADC driver 124. In the example shown, the ADC driver 124 includes a first ADC driver 125a and a second ADC driver 125b. The ADC 126 digitizes the signal (s) from the averaging circuit 114.

[0035] 図1は超音波装置の回路の一部としていくつかの構成要素を示すが、本明細書中に記載される様々な態様は、示された厳密な構成要素または構成要素の構成に限定されるものではないことが理解されるべきである。例えば、本出願の態様は、マルチレベルパルサー108a…108nおよびレベルシフタ106a…106nに関する。 [0035] Although FIG. 1 illustrates several components as part of the circuitry of an ultrasound device, the various aspects described herein are not limited to the exact components or component configurations shown. It should be understood that it is not limited. For example, aspects of the present application relate to multi-level pulsars 108a ... n and level shifters 106a ... n.

[0036] 図1の構成要素は、単一の基板上にまたは異なる基板上に配置されてもよい。例えば、示されるように、超音波トランスデューサ102a…102nは、第1の基板128a上にあってもよく、残りの示される構成要素は第2の基板128b上にあってもよい。第1のかつ/または第2の基板は、シリコン基板などの半導体基板であってもよい。代替の実施形態では、図1の構成要素は、単一の基板上にあってもよい。例えば、超音波トランスデューサ102a…102nおよび示される回路は、同一の半導体ダイ上でモノリシックに集積されてもよい。そうした集積は、超音波トランスデューサとしてCMUTを用いることによって容易になされ得る。 [0036] The components of FIG. 1 may be located on a single substrate or on different substrates. For example, as shown, the ultrasonic transducers 102a ... n may be on the first substrate 128a and the remaining components shown may be on the second substrate 128b. The first and / or second substrate may be a semiconductor substrate such as a silicon substrate. In an alternative embodiment, the components of FIG. 1 may be on a single substrate. For example, the ultrasonic transducers 102a ... n and the circuits shown may be monolithically integrated on the same semiconductor die. Such integration can be facilitated by using CMUT as an ultrasonic transducer.

[0037] 実施形態によれば、図1の構成要素は、超音波プローブの一部を形成する。超音波プローブは、ハンドヘルド型であってもよい。いくつかの実施形態では、図1の構成要素は、患者が着用するように構成された超音波パッチの一部を形成する。 [0037] According to embodiments, the components of FIG. 1 form part of an ultrasound probe. The ultrasound probe may be handheld. In some embodiments, the components of FIG. 1 form part of an ultrasound patch configured to be worn by a patient.

[0038] 図2は、本出願の態様によるマルチレベルパルサーの回路図を示す。いくつかの実施形態では、マルチレベルパルサー200は、パルスをコンデンサCに送信するように構成されてもよい。コンデンサCは、超音波トランスデューサに関連する静電容量を表してもよい。例えば、コンデンサCは、容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ(CMUT)を表してもよい。しかしながら、マルチレベルパルサー200は、パルスを抵抗、抵抗回路網、または抵抗素子およびリアクタンス素子の任意の適切な組み合わせを示す回路網に送信するように構成されてもよい。 [0038] FIG. 2 shows a circuit diagram of a multi-level pulser according to an aspect of the present application. In some embodiments, the multi-level pulsar 200 may be configured to send a pulse to the capacitor C. Capacitor C may represent the capacitance associated with the ultrasonic transducer. For example, the capacitor C may represent a capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT). However, the multi-level pulser 200 may be configured to transmit pulses to a resistor, a resistor network, or a network that represents any suitable combination of resistor and reactance elements.

[0039] 図2に示す非限定的な実施形態では、マルチレベルパルサー200は、Nレベルパルスを提供するように構成される。ここで、Nは2より大きい任意の値と仮定し得る。コンデンサCへのNレベルパルサーの送信に関連する消費電力P(N)は、P(N)=C2*f/(N−1)に等しい。ここで、fはパルス状波形の繰り返し周波数である。したがって、消費電力は、典型的な2レベルパルサーと比較して、係数N−1によって低減される。 [0039] In the non-limiting embodiment shown in FIG. 2, the multi-level pulsar 200 is configured to provide N-level pulses. Here, N can be assumed to be any value greater than 2. The power consumption P (N) associated with the transmission of the N level pulser to the capacitor C is equal to P (N) = C * V 2 * f / (N-1). Here, f is the repetition frequency of the pulse waveform. Thus, power consumption is reduced by a factor N-1 compared to a typical two-level pulser.

[0040] いくつかの実施形態では、Nレベルパルサー200は、2N−2個のトランジスタおよび2N−4個のダイオードを備えてもよい。しかしながら、任意の適切な数のトランジスタが用いられてもよい。2N−2個のトランジスタの中で、N−1個は、1つのタイプの導電性を示してもよく、N−1個は、反対のタイプの導電性を示してもよい。しかしながら、導電性のタイプの任意の他の適切な組み合わせが用いられてもよい。例えば、N−1個のトランジスタは、nMOSであってもよく、N−1個のトランジスタは、pMOSであってもよい。しかしながら、任意の他の適切なタイプのトランジスタが用いられてもよい。 [0040] In some embodiments, the N-level pulser 200 may comprise 2N-2 transistors and 2N-4 diodes. However, any suitable number of transistors may be used. Of the 2N-2 transistors, N-1 may exhibit one type of conductivity and N-1 may exhibit the opposite type of conductivity. However, any other suitable combination of conductive types may be used. For example, the N−1 transistors may be nMOS, and the N−1 transistors may be pMOS. However, any other suitable type of transistor may be used.

[0041] Nレベルパルサー200は、N個の回路ブロック201、201…201を備えてもよい。N個の回路ブロックは、ノード202に接続されてもよい。コンデンサCの1つの端子もノード202に接続されてもよい。コンデンサCの第2の端子は、グラウンドに接続されてもよい。回路ブロック201は、基準電圧VDDに接続されたソースおよびノード202に接続されたドレインを有するpMOSトランジスタTを備えてもよい。基準電圧VDDは、電圧源であってもよい。トランジスタTのゲートは、信号VG1によって駆動されてもよい。 [0041] The N-level pulser 200 may include N circuit blocks 201 1 , 201 2 ... 201 N. N circuit blocks may be connected to the node 202. One terminal of capacitor C may also be connected to node 202. The second terminal of the capacitor C may be connected to ground. The circuit block 201 1 may include a pMOS transistor T 1 having a source connected to the reference voltage V DD and a drain connected to the node 202. The reference voltage V DD may be a voltage source. The gate of the transistors T 1 may be driven by a signal V G1.

[0042] 回路ブロック201は、基準電圧VSSに接続されたソースおよびノード202に接続されたドレインを有するnMOSトランジスタT2N−2を備えてもよい。いくつかの実施形態では、基準電圧VSSは、基準電圧VDDより小さくてもよい。しかしながら、パルサー200は、この点に限定されるものではない。さらに、基準電圧VSSは、正、負またはゼロに等しくてもよい。トランジスタT2N−2のゲートは、信号VG2N−2によって駆動されてもよい。 [0042] circuit block 201 N may comprise an nMOS transistor T 2N-2 having a drain connected to the source and the node 202 is connected to a reference voltage V SS. In some embodiments, the reference voltage V SS may be less than the reference voltage V DD . However, the pulsar 200 is not limited to this point. Further, the reference voltage V SS may be equal to positive, negative or zero. The gate of transistor T 2N-2 may be driven by signal V G2N-2 .

[0043] いくつかの実施形態では、回路ブロック201は、2個のトランジスタTおよびTならびに2個のダイオードDおよびDを備えてもよい。トランジスタTおよびダイオードDは直列に接続されてもよく、トランジスタTおよびダイオードDも直列に接続されてもよい。2つの系は並列に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、Tは、基準電圧VMID2に接続されたソースおよびDのアノードに接続されたドレインを有するpMOSトランジスタであってもよく、Tは、VMID2に接続されたソースおよびDのカソードに接続されたドレインを有するnMOSトランジスタであってもよい。いくつかの実施形態では、VMID2は、Vssより大きく、VDDより小さくてもよい。DのカソードおよびDのアノードは、ノード202に接続されてもよい。さらに、Tのゲートは、信号VG2によって駆動されてもよく、Tのゲートは、信号VG3によって駆動されてもよい。 [0043] In some embodiments, the circuit block 201 2 may comprise two transistors T 2 and T 3 and two diodes D 2 and D 3. Transistor T 2 and the diode D 2 may be connected in series, the transistors T 3 and diode D 3 may also be connected in series. The two systems may be connected in parallel. In some embodiments, T 2 may be a pMOS transistor having a source connected to a reference voltage V MID2 and a drain connected to the anode of D 2 , and T 3 is connected to V MID2 it may be an nMOS transistor having a drain connected to the cathode of the source and D 3. In some embodiments, V MID2 may be greater than V ss and less than V DD . The cathode of D 2 and the anode of D 3 may be connected to node 202. Further, the gate of T 2 may be driven by signal V G2 and the gate of T 3 may be driven by signal V G3 .

[0044] いくつかの実施形態では、回路ブロック201は、2個のトランジスタT2i−2およびT2i−1ならびに2個のダイオードD2i−2およびD2i−1を備えてもよい。ここで、iは、3〜N−1の間の任意の値であると仮定し得る。トランジスタT2i−2およびダイオードD2i−2は直列に接続されてもよく、トランジスタT2i−1およびダイオードD2i−1も直列に接続されてもよい。2つの系は、並列に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、T2i−2は、基準電圧VMIDiに接続されたソースおよびD2i−2のアノードに接続されたドレインを有するpMOSトランジスタであってもよく、T2i−1は、VMIDiに接続されたソースおよびD2i−1のカソードに接続されたドレインを有するnMOSトランジスタであってもよい。いくつかの実施形態では、VMIDiは、VSSより大きく、VMID2より小さくてもよい。D2i−2のカソードおよびD2i−1のアノードは、ノード202に接続されてもよい。さらに、T2i−2のゲートは、信号VG2i−2によって駆動されてもよく、T2i−1のゲートは、信号VG2i−1によって駆動されてもよい。 [0044] In some embodiments, circuit block 201 i may include two transistors T 2i-2 and T 2i-1 and two diodes D 2i-2 and D 2i-1 . Here, it can be assumed that i is an arbitrary value between 3 and N-1. The transistor T 2i-2 and the diode D 2i-2 may be connected in series, and the transistor T 2i-1 and the diode D 2i-1 may be connected in series. The two systems may be connected in parallel. In some embodiments, T 2i-2 may be a pMOS transistor having a source connected to a reference voltage VMIDi and a drain connected to the anode of D 2i-2 , where T 2i-1 is It may be an nMOS transistor having a source connected to VMIDi and a drain connected to the cathode of D 2i-1 . In some embodiments, V MIDI is greater than V SS, it may be less than V MID2. The cathode of D 2i-2 and the anode of D 2i-1 may be connected to node 202. Further, the gate of T 2i-2 may be driven by signal V G2i-2 and the gate of T 2i-1 may be driven by signal V G2i-1 .

[0045] iの任意の値において、VDD、VSSおよびVMIDiは、約−300V〜300V間の値、約−200V〜200V間の値、または任意の適切な値もしくは値範囲を有してもよい。他の値も可能である。 [0045] For any value of i, V DD , V SS and V MIDi have a value between about −300V and 300V , a value between about −200V and 200V , or any suitable value or value range. May be. Other values are possible.

[0046] 図3Aおよび図3Bは、本出願の態様によるレベルシフタ回路の2つの非限定的な実施形態を示す。いくつかの実施形態では、図3Aに示すレベルシフタ301は、パルサー200と同一のチップ上で集積されてもよい。いくつかの実施形態では、レベルシフタ301は、パルサー200のpMOSトランジスタのいずれかを駆動するために用いられ得る。例えば、レベルシフタ301は、信号VG2i−2を出力してトランジスタT2i−2のゲートを駆動するために用いられ得る。レベルシフタ301への入力電圧VIN2i−2は、2つの可能な電圧レベルVSSおよびVSS+δVを有する制御信号であってもよく、ここでδVは任意の適切な値または値範囲と仮定し得る。いくつかの実施形態では、制御信号VIN2i−2は、レベルシフタ301と同一のチップ上で集積された回路によって生成されてもよい。しかしながら、制御信号VIN2i−2はまた、別のチップ上で集積された回路によって生成されてもよい。いくつかの実施形態では、レベルシフタ301は、その後にコンデンサCが続くインバータIM1を備えてもよい。インバータIM1の電源ピンは、電圧VSSおよびVSS+δVに接続されてもよい。コンデンサCに、一連のいくつかのインバータが続いてもよい。いくつかの実施形態では、コンデンサCに、3つのインバータIM2、IM3およびIM4が続く。インバータIM2、IM3およびIM4の「−」および「+」の電源ピンは、電圧VMIDi−ΔVおよびVMIDiにそれぞれ接続されてもよい。いくつかの非限定的な実施形態では、レベルシフタ301は、ダイオードDを備えてもよい。ダイオードDのカソードは、コンデンサCの出力に接続されてもよく、アノードはVMIDi−ΔVレールに接続されてもよい。レベルシフタ301は、図3Aの非限定的な実施形態では4つのインバータを備えるが、そうでなければ任意の数のインバータが用いられてもよい。出力電圧VG2i−2は、2つの可能な電圧VMIDi−ΔVおよびVMIDiと仮定し得る。 [0046] FIGS. 3A and 3B illustrate two non-limiting embodiments of level shifter circuits according to aspects of the present application. In some embodiments, the level shifter 301 shown in FIG. 3A may be integrated on the same chip as the pulser 200. In some embodiments, the level shifter 301 can be used to drive any of the pMOS transistors of the pulser 200. For example, level shifter 301 can be used to output the signal V G2i-2 drives the gate of the transistor T 2i-2. The input voltage V IN2i-2 to the level shifter 301 may be a control signal having two possible voltage levels V SS and V SS + δV, where δV may be assumed to be any suitable value or value range. . In some embodiments, the control signal V IN2i-2 may be generated by a circuit integrated on the same chip as the level shifter 301. However, the control signal V IN2i-2 may also be generated by a circuit integrated on another chip. In some embodiments, the level shifter 301 may include an inverter I M1 followed by a capacitor C M. The power supply pin of the inverter I M1 may be connected to the voltages V SS and V SS + δV. The capacitor C M, may be followed by a series of several inverters. In some embodiments, the capacitor C M is followed by three inverters I M2 , I M3 and I M4 . The “−” and “+” power supply pins of inverters I M2 , I M3 and I M4 may be connected to voltages V MDi−− V and V MDi , respectively. In some non-limiting embodiments, the level shifter 301 may comprise a diode D M. The cathode of the diode D M may be connected to the output of the capacitor C M, the anode may be connected to V MIDI - [Delta] V rail. Level shifter 301 comprises four inverters in the non-limiting embodiment of FIG. 3A, but any number of inverters may be used otherwise. The output voltage V G2i-2 may be assumed to be two possible voltages V MDi−ΔV and V MDii .

[0047] いくつかの実施形態では、図3Bに示すレベルシフタ302は、パルサー200と同一のチップ上で集積されてもよい。いくつかの実施形態では、レベルシフタ302は、パルサー200のnMOSトランジスタのいずれかを駆動するために用いられ得る。例えば、レベルシフタ302は、信号VG2i−1を出力してトランジスタT2i−1のゲートを駆動するために用いられ得る。レベルシフタ302への入力電圧VIN2iー1は、2つの可能な電圧レベルVSSおよびVSS+δVを有する制御信号であってもよい。いくつかの実施形態では、制御信号VIN2i−1は、レベルシフタ302と同一のチップ上で集積された回路によって生成されてもよい。しかしながら、制御信号VIN2i−1は、別のチップ上で集積された回路によって生成されてもよい。いくつかの実施形態では、レベルシフタ302は、その後にコンデンサCが続くインバータIP1を備えてもよい。インバータIP1の電源ピンは、電圧VSSおよびVSS+δVに接続されてもよい。コンデンサCに、一連のいくつかのインバータが続いてもよい。いくつかの実施形態では、コンデンサCに、2つのインバータIP2およびIP3が続く。インバータIM2およびIM3の電源ピンは、電圧VMIDiおよびVMIDi+ΔVに接続されてもよい。いくつかの非限定的な実施形態では、レベルシフタ302はダイオードDPを備えてもよい。ダイオードDのカソードは、コンデンサCの出力に接続されてもよく、アノードは、VMIDiレールに接続されてもよい。レベルシフタ302は、図3Bの非限定的な実施形態では3つのインバータを備え、そうでなければ任意の適切な数のインバータが用いられてもよい。出力電圧VG2i−iは、2つの可能な電圧VMIDiおよびVMIDi+ΔVと仮定し得る。 [0047] In some embodiments, the level shifter 302 shown in FIG. 3B may be integrated on the same chip as the pulser 200. In some embodiments, the level shifter 302 can be used to drive any of the nMOS transistors of the pulser 200. For example, level shifter 302 can be used to output the signal V G2i-1 drives the gate of the transistor T 2i-1. The input voltage V IN2i-1 to the level shifter 302 may be a control signal having two possible voltage levels V SS and V SS + δV. In some embodiments, the control signal V IN2i-1 may be generated by a circuit integrated on the same chip as the level shifter 302. However, the control signal V IN2i-1 may be generated by a circuit integrated on another chip. In some embodiments, the level shifter 302 may comprise subsequent inverter I P1 to the capacitor C P is followed. The power supply pin of the inverter I P1 may be connected to the voltages V SS and V SS + δV. The capacitor C P, may be followed by a series of several inverters. In some embodiments, the capacitor C P, 2 two inverters I P2 and I P3 followed. The power pins of inverters I M2 and I M3 may be connected to voltages V MIDi and V MIDi + ΔV. In some non-limiting embodiments, the level shifter 302 may comprise a diode DP. The cathode of the diode D P may be connected to the output of the capacitor C P, the anode may be connected to V MIDI rail. The level shifter 302 comprises three inverters in the non-limiting embodiment of FIG. 3B, otherwise any suitable number of inverters may be used. The output voltage V G2i-i can be assumed to be two possible voltages V MIDi and V MIDi + ΔV.

[0048] 本出願の態様によれば、レベルシフタ301および302は、静的電力をごくわずかとし得ながら、レベルが切り替えられたときのみ電力を消散し得る。コンデンサCおよびCは、それらを通した一定の電圧降下を格納することによって、電圧レベルをシフトするために用いられ得る。例えば、静的電力消費は、100mW未満でもよく、1mW未満でもよく、1μW未満または任意の適切な値未満であってもよい。 [0048] According to aspects of the present application, level shifters 301 and 302 may dissipate power only when the level is switched, while static power may be negligible. Capacitors C M and C P can be used to shift the voltage level by storing a constant voltage drop through them. For example, the static power consumption may be less than 100 mW, less than 1 mW, less than 1 μW or any suitable value.

[0049] 図4A、図4B、図4C、図4D、図4Eおよび図4Fは、本出願の態様による、4レベルパルスの形成に関連する6つの段階に対応するパルサー200の6つのスナップショットを示す。図では、アクティブなブロックのみが示されている。非限定的な例ではNは4に等しいが、そうでなければ、Nが2より大きいなどNの任意の他の適切な値が用いられてもよい。本例では、VSSは0に設定される。 [0049] FIGS. 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, and 4F show six snapshots of the pulsar 200 corresponding to the six stages associated with the formation of a four-level pulse, according to aspects of the present application. Show. In the figure, only active blocks are shown. In a non-limiting example, N is equal to 4, otherwise any other suitable value of N may be used, such as N being greater than 2. In this example, V SS is set to 0.

[0050] 図5は、本出願の態様による生成されたマルチレベルパルス500の非限定的な例を示す。非限定的な例では、パルス500は、0、VMID3、VMID2およびVDDの4レベルを示す。さらに、図5は、トランジスタT、T、T、T、TおよびTのゲートをそれぞれ駆動するために用いられる6つの制御信号VG1、VG2、VG3、VG4、VG5およびVG6を示す。パルス生成に関連するプロセスは、6段階で駆動することができる。tとtの間で、パルス500は、図5に示されるように負のパルス504をトランジスタTにVG4を通して提供することによって、0からVMID3に増大され得る。図4Aは、tとtの間のパルサー201を示す。この期間中、トランジスタTのゲートは、VMID3−ΔVに等しい電圧によって駆動されてもよい。ΔVは、導電性チャネルを作成しトランジスタTがダイオードDを通過するソースダイオード間電流を駆動するように、選択されてもよい。そうした電流は、TおよびDでのいかなる電圧降下も無視しながらVMID3の出力電圧が取得されるようにコンデンサCを充電してもよい。パルス504は、レベルシフタ301を通して取得されてもよい。 [0050] FIG. 5 illustrates a non-limiting example of a generated multi-level pulse 500 according to aspects of the present application. In a non-limiting example, pulse 500 shows four levels of 0, V MID3 , V MID2 and V DD . Further, FIG. 5 shows six control signals V G1 , V G2 , V G3 , V G4 , V G4 , which are used to drive the gates of transistors T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 and T 6 , respectively. V G5 and V G6 are shown. The process associated with pulse generation can be driven in six stages. Between t 1 and t 2 , the pulse 500 can be increased from 0 to V MID3 by providing a negative pulse 504 through V G4 to transistor T 4 as shown in FIG. FIG. 4A shows the pulsar 201 between t 1 and t 2 . During this period, the gate of the transistor T 4 may be driven by a voltage equal to V MID3 - [Delta] V. ΔV may be selected to create a conductive channel and drive the current between the source diodes through which transistor T 4 passes through diode D 4 . Such a current may charge capacitor C such that the output voltage of V MID3 is obtained while ignoring any voltage drop at T 4 and D 4 . The pulse 504 may be acquired through the level shifter 301.

[0051] tとtの間で、パルス500は、図5に示すように負のパルス502をトランジスタTにVG2を通して提供することによって、VMID3からVMID2に増大されてもよい。図4Bは、tとtの間のパルサー201を示す。この期間中、トランジスタTのゲートは、VMID2−ΔVに等しい電圧によって駆動されてもよい。ΔVは、導電性チャネルを作成しトランジスタTがダイオードDを通過するソースドレイン間電流を駆動するように、選択されてもよい。そうした電流は、TおよびDでのいかなる電圧降下も無視しながらVMID2の出力電圧が取得されるようにコンデンサCを充電してもよい。パルス502は、レベルシフタ301を通して取得されてもよい。 [0051] Between t 2 and t 3 , pulse 500 may be increased from V MID3 to V MID2 by providing a negative pulse 502 to transistor T 2 through V G2 as shown in FIG. . FIG. 4B shows the pulsar 201 between t 2 and t 3 . During this period, the gate of the transistor T 2 are, may be driven by a voltage equal to V MID2- ΔV. ΔV creates a conductive channel as transistor T 2 drives the source-drain current through the diode D 2, it may be selected. Such current may charge the capacitor C so that the output voltage of the V MID2 while ignoring any voltage drop in the T 2 and D 2 are obtained. The pulse 502 may be acquired through the level shifter 301.

[0052] tとtの間で、パルス500は、図5に示すように負のパルス501をトランジスタTにVG1を通して提供することによって、VMID2からVDDに増加されてもよい。図4Cは、tとtの間のパルサー201を示す。この期間中、トランジスタTのゲートは、VDD−ΔVに等しい電圧によって駆動されてもよい。ΔVは、導電性チャネルを作成しトランジスタTがソースドレイン間電流を駆動するように、選択されてもよい。そうした電流は、Tでのいかなる電圧降下も無視しながらVDDの出力電圧が取得されるようにコンデンサCを充電してもよい。パルス501は、レベルシフタ301を通して取得されてもよい。 [0052] Between t 3 and t 4 , the pulse 500 may be increased from V MID2 to V DD by providing a negative pulse 501 to the transistor T 1 through V G1 as shown in FIG. . Figure 4C shows the pulser 201 between t 3 and t 4. During this period, the gate of the transistors T 1 may be driven by a voltage equal to V DD- [Delta] V. ΔV creates a conductive channel as transistors T 1 to drive the current between the source and the drain may be selected. Such a current may charge capacitor C such that an output voltage of V DD is obtained while ignoring any voltage drop at T 1 . The pulse 501 may be acquired through the level shifter 301.

[0053] tとtの間で、パルス500は、図5に示すように正のパルス503をトランジスタTにVG3を通して提供することによって、VDDからVMID2に減少されてもよい。図4Dは、tとtの間のパルサー201を示す。この期間中、トランジスタTのゲートは、VMID2+ΔVに等しい電圧によって駆動されてもよい。ΔVは、導電性チャネルを作成しトランジスタTがドレインソース間電流を駆動するように、選択されてもよい。そうした電流は、TおよびDでのいかなる電圧降下も無視しながらVMID2の出力電圧が取得されるようにコンデンサCを放電してもよい。パルス503は、レベルシフタ302を通して取得されてもよい。 [0053] Between t 4 and t 5 , pulse 500 may be reduced from V DD to V MID2 by providing a positive pulse 503 to transistor T 3 through V G3 as shown in FIG. . FIG. 4D shows the pulsar 201 between t 4 and t 5 . During this period, the gate of the transistor T 3 may be driven by a voltage equal to V MID2 + [Delta] V. ΔV creates a conductive channel as transistor T 3 drives the drain-source current may be selected. Such a current may discharge capacitor C such that the output voltage of V MID2 is obtained while ignoring any voltage drop at T 3 and D 3 . The pulse 503 may be acquired through the level shifter 302.

[0054] tとtの間で、パルス500は、図5に示されるように正のパルス505をトランジスタTにVG5を通して提供することによって、VMID2からVMID3に減少されてもよい。図4Eは、tとtの間のパルサー201を示す。この期間中、トランジスタTのゲートは、VMID3+ΔVに等しい電圧によって駆動されてもよい。ΔVは、導電性チャネルを作成しトランジスタTがドレインソース間電流を駆動するように、選択されてもよい。そうした電流は、TおよびDでのいかなる電圧降下も無視しながらVMID3の出力電圧が取得されるようにコンデンサCを放電してもよい。パルス505は、レベルシフタ302を通して取得されてもよい。 [0054] between t 5 and t 6, the pulse 500 by providing through V G5 to the transistor T 5 a positive pulse 505 as shown in FIG. 5, it is reduced from V MID2 in V MID3 Good. Figure 4E shows the pulser 201 between t 5 and t 6. During this period, the gate of the transistor T 5 may be driven by a voltage equal to V MID3 + [Delta] V. ΔV creates a conductive channel as transistor T 5 drives the drain-source current may be selected. Such a current may discharge capacitor C such that the output voltage of V MID3 is obtained while ignoring any voltage drop at T 5 and D 5 . The pulse 505 may be acquired through the level shifter 302.

[0055] tの後で、パルス500は、図5に示されるように正のパルス506をトランジスタTにVG6を通して提供することによって、VMID3から0に減少されてもよい。図4Fは、tの後のパルサー201を示す。この期間中、トランジスタTのゲートは、ΔVに等しい電圧によって駆動されてもよい。ΔVは、導電性チャネルを作成しトランジスタTがドレインソース間電流を駆動するように、選択されてもよい。そうした電流は、Tでのいかなる電圧降下も無視しながら0の出力電圧が取得されるようにコンデンサCを放電してもよい。パルス506は、レベルシフタ302を通して取得されてもよい。 [0055] After t 6, the pulse 500 by providing through V G6 to the transistor T 6 a positive pulse 506 as shown in FIG. 5, may be reduced from V MID3 to 0. Figure 4F shows the pulser 201 after t 6. During this period, the gate of the transistor T 6 may be driven by a voltage equal to [Delta] V. ΔV may be selected to create a conductive channel and transistor T 6 drives the drain-source current. Such current may discharge the capacitor C as the output voltage of 0 while ignoring any voltage drop at T 6 is obtained. The pulse 506 may be acquired through the level shifter 302.

[0056] 図5に関連する非限定的な例では、パルス500は単極性である。しかしながら、マルチレベルパルサー200は、この点で限定されるものではない。マルチレベルパルサー200は、代替的に、正の電圧および負の電圧を有するレベルを示す両極性パルスを送信するように構成されてもよい。本出願の別の態様によれば、マルチレベルパルサー200は、電荷が出力容量から電源に戻って移動するとき電荷再利用がデクリメントステップで発生するという点で、マルチレベル電荷再利用型波形ジェネレータと考えられ得る。本出願の別の態様によれば、マルチレベルパルサーは容量性出力を駆動するために用いられているとして記載されたが、抵抗出力を駆動させるためにも用いられてもよい。 [0056] In a non-limiting example related to FIG. 5, pulse 500 is unipolar. However, the multi-level pulsar 200 is not limited in this respect. The multi-level pulser 200 may alternatively be configured to transmit bipolar pulses that indicate levels having a positive voltage and a negative voltage. In accordance with another aspect of the present application, the multi-level pulser 200 includes a multi-level charge reuse waveform generator in that charge reuse occurs in a decrement step when charge moves back from the output capacitance to the power source. Can be considered. According to another aspect of the present application, the multi-level pulser has been described as being used to drive a capacitive output, but may also be used to drive a resistive output.

[0057] 本明細書中で記載されたタイプのレベルシフタを用いるときの節電量はかなりのものであり得る。いくつかの実施形態では、本明細書中に記載のタイプのレベルシフタを利用することによって、静的電力消費を約ゼロに設定することによる大幅な節電を提供し得る。したがって、電力は、状態を切り替える際にのみ消散され得る。 [0057] The amount of power savings when using a level shifter of the type described herein can be substantial. In some embodiments, utilizing a level shifter of the type described herein may provide significant power savings by setting static power consumption to about zero. Thus, power can only be dissipated when switching states.

[0058] この出願の技術のいくつかの態様および実施形態はこのようにして記載されてきたが、様々な変更、修正および改良が容易に起こるであろうことは当業者に理解される。そうした変更、修正および改良は、本出願に記載された技術の精神および範囲内に在ることが意図される。したがって、前述の実施形態は単なる例として提示されていること、ならびに添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内で、具体的に記載されたこと以外に発明の実施形態が実施され得ることが理解されるであろう。 [0058] Although several aspects and embodiments of the techniques of this application have been described in this manner, it will be appreciated by those skilled in the art that various changes, modifications, and improvements will readily occur. Such alterations, modifications, and improvements are intended to be within the spirit and scope of the technology described in this application. Accordingly, the foregoing embodiments are presented by way of example only, and embodiments of the invention may be practiced other than those specifically described within the scope of the appended claims and their equivalents. Will be understood.

[0059] 記載されたように、いくつかの態様は、1つ以上の方法として具体化されてもよい。方法(複数可)の一部として実行される行為は、任意の適したやり方で順序付けられてもよい。したがって、行為が例示とは異なる順序で行われる実施形態が構成されてもよく、それは、いくつかの行為を、たとえそれらが具体例では逐次的な行為として示されていても同時に行うことを含み得る。 [0059] As described, some aspects may be embodied as one or more methods. The acts performed as part of the method (s) may be ordered in any suitable manner. Thus, embodiments may be configured in which actions are performed in a different order than illustrated, which includes performing several actions simultaneously even though they are shown as sequential actions in the specific example. obtain.

[0060] 本明細書中で定義され用いられるすべての定義は、辞書的定義、参照によって援用される文書中の定義および/または定義された用語の通常の意味を対象とすることが理解されるべきである。 [0060] It is understood that all definitions defined and used herein are directed to lexical definitions, definitions in documents incorporated by reference, and / or the ordinary meaning of a defined term. Should.

[0061] 本明細書内および特許請求の範囲内で用いられる句「and/or(および/または)」は、そのように等位接合された要素の「いずれかまたは両方」、すなわちある場合には接続的に存在し、他の場合には離接的に存在する要素を意味すると理解されるべきである。 [0061] As used herein and within the claims, the phrase “and / or” (and / or) refers to “either or both” of the elements so coordinated, ie, in some cases. Should be understood to mean elements that exist in a connected manner and in other cases in a disjunctive manner.

[0062] 本明細書内および特許請求の範囲内で用いられる、1つ以上の要素のリストを参照した際の「at least one(少なくとも1つ)」という句は、要素のリストにおける任意の1つ以上の要素から選択された少なくとも1つの要素を意味すると理解されるべきであるが、要素のリスト内に具体的に列挙された各要素の少なくとも1つを必ずしも含むわけではなく、要素のリストにおける要素の任意の組み合わせを排除するものではない。 [0062] As used herein and in the claims, the phrase "at least one" when referring to a list of one or more elements is any 1 in the list of elements. It should be understood to mean at least one element selected from one or more elements, but does not necessarily include at least one of each element specifically listed in the list of elements, but a list of elements It does not exclude any combination of elements in.

[0063] 本明細書中で用いられる、数字上の文脈で用いられる用語「between(間)」は、そうでないように記載されない限り、包含的なものである。例えば、「beteen A and B(AとBの間)」は、そうでないように記載されない限り、AおよびBを含む。 [0063] As used herein, the term "between" used in a numerical context is inclusive unless stated otherwise. For example, “between A and B” includes A and B unless stated otherwise.

[0064] 特許請求の範囲および上述の明細書内において、「comprising(備える)」、「including(含む)」、「carrying(所持する)」、「having(有する)」、「containing(含有する)」、「involving(関与する)」、「holding(保持する)」、「composed of(から構成される)」などのあらゆる移行句は、非制限的、すなわち、含むがそれに限定されないことを意味すると理解されるであろう。「consisting of(からなる)」および「consisting essentially of(本質的に〜からなる)」といった移行句のみが、それぞれ制限移行句または半制限移行句である。 [0064] Within the scope of the claims and the above-mentioned specification, “comprising”, “including”, “carrying”, “having”, “containing” Any transitional phrase such as “involved”, “holding”, “composed of”, etc. means non-limiting, ie, including but not limited to Will be understood. Only transition phrases such as “consisting of” and “consisting essentially of” are restricted transition phrases or semi-restricted transition phrases, respectively.

Claims (43)

基板上の少なくとも1つの超音波トランスデューサと、
前記少なくとも1つの超音波トランスデューサに接続された、前記基板上のマルチレベルパルサーであって、
それぞれの入力電圧を受けるように構成された複数の入力端子と、
出力電圧を提供するように構成された出力端子と、
第1のダイオードに接続された第1のトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに接続された第2のトランジスタを含む、前記複数の入力端子の第1の入力端子と前記出力端子の間の信号経路と、を含み、
前記第1のトランジスタは、pMOSトランジスタまたはnMOSトランジスタであり、前記第1のトランジスタがpMOSトランジスタであるとき前記第2のトランジスタはnMOSトランジスタであり、前記第1のトランジスタがnMOSトランジスタであるとき前記第2のトランジスタはpMOSトランジスタであるマルチレベルパルサーと、
を備える、装置。
At least one ultrasonic transducer on the substrate;
A multi-level pulsar on the substrate connected to the at least one ultrasonic transducer;
A plurality of input terminals configured to receive respective input voltages;
An output terminal configured to provide an output voltage;
Comprising a second transistor connected to the first transistor and connected in parallel to become a second diode connected to the first diode, between the first input terminal and the output terminal of said plurality of input terminals And a signal path of
The first transistor is a pMOS transistor or an nMOS transistor. When the first transistor is a pMOS transistor, the second transistor is an nMOS transistor, and when the first transistor is an nMOS transistor, the first transistor is an nMOS transistor. 2 of the transistor is a multi-level pulsar Ru pMOS transistor der,
An apparatus comprising:
電荷再利用をもたらすように、前記超音波トランスデューサに関連する出力容量の充電および放電を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1, further comprising a controller configured to control charging and discharging of an output capacitance associated with the ultrasound transducer to provide charge recycling. 前記マルチレベルパルサーが、前記複数の入力端子のそれぞれの入力端子と前記出力端子の間に複数の信号経路を備え、各信号経路は、第1のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタを含み、前記第1のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタがpMOSトランジスタであるとき、前記第2のダイオードに接続された前記pMOSまたはnMOSトランジスタはnMOSトランジスタであり、前記第1のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタがnMOSトランジスタであるとき、前記第2のダイオードに接続された前記pMOSまたはnMOSトランジスタはpMOSトランジスタである、請求項1に記載の装置。 The multi-level pulsar includes a plurality of signal paths between the input terminals and the output terminals of the plurality of input terminals, and each signal path is connected in parallel with a pMOS or nMOS transistor connected to a first diode. to look including the connected pMOS or nMOS transistor to a second diode comprising, when said connected pMOS or nMOS transistor to the first diode is pMOS transistors, the pMOS connected to said second diode Alternatively, the nMOS transistor is an nMOS transistor, and when the pMOS or nMOS transistor connected to the first diode is an nMOS transistor, the pMOS or nMOS transistor connected to the second diode is a pMOS transistor. In a device of claim 1. 前記出力電圧が所定の入力電圧に等しい、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the output voltage is equal to a predetermined input voltage. 前記出力端子に接続されたコンデンサをさらに備える、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, further comprising a capacitor connected to the output terminal. 前記出力端子に接続された抵抗をさらに備える、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, further comprising a resistor connected to the output terminal. 前記第1のトランジスタはpMOSであり、前記第2のトランジスタはnMOSである、請求項1に記載の装置。 The device of claim 1, wherein the first transistor is a pMOS and the second transistor is an nMOS. 前記第1のダイオードが、前記第1のトランジスタに接続されたアノードおよび前記出力端子に接続されたカソードを有する、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the first diode has an anode connected to the first transistor and a cathode connected to the output terminal. 前記第2のダイオードが、前記第2のトランジスタに接続されたカソードおよび前記出力端子に接続されたアノードを有する、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the second diode has a cathode connected to the second transistor and an anode connected to the output terminal. 超音波トランスデューサに接続されるように構成されたマルチレベルパルサーであって、
それぞれの入力電圧を受けるように構成された複数の入力端子と、
出力電圧を提供するように構成された出力端子と、
第1のダイオードに接続された第1のトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに接続された第2のトランジスタを含む、前記複数の入力端子の第1の入力端子と前記出力端子の間の信号経路であって、前記第1のトランジスタは、pMOSトランジスタまたはnMOSトランジスタであり、前記第1のトランジスタがpMOSトランジスタであるとき前記第2のトランジスタはnMOSトランジスタであり、前記第1のトランジスタがnMOSトランジスタであるとき前記第2のトランジスタはpMOSトランジスタである前記信号経路と、
前記出力端子に接続されたコンデンサと、
を備える、マルチレベルパルサー。
A multi-level pulser configured to be connected to an ultrasonic transducer,
A plurality of input terminals configured to receive respective input voltages;
An output terminal configured to provide an output voltage;
Comprising a second transistor connected to the first transistor and connected in parallel to become a second diode connected to the first diode, between the first input terminal and the output terminal of said plurality of input terminals The first transistor is a pMOS transistor or an nMOS transistor, and when the first transistor is a pMOS transistor, the second transistor is an nMOS transistor, and the first transistor is when the second transistor is an nMOS transistor, the signal path is a pMOS transistor ;
A capacitor connected to the output terminal;
A multi-level pulsar with
前記出力端子に接続され、電荷再利用をもたらすように、前記コンデンサの充電および放電を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項10に記載のマルチレベルパルサー。   The multi-level pulsar of claim 10, further comprising a controller connected to the output terminal and configured to control charging and discharging of the capacitor to provide charge recycling. 前記複数の入力端子のそれぞれの入力端子と前記出力端子の間の複数の信号経路であって、各信号経路は第1のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタを含み、前記第1のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタがpMOSトランジスタであるとき、前記第2のダイオードに接続された前記pMOSまたはnMOSトランジスタはnMOSトランジスタであり、前記第1のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタがnMOSトランジスタであるとき、前記第2のダイオードに接続された前記pMOSまたはnMOSトランジスタはpMOSトランジスタである、複数の信号経路を備える、請求項10に記載のマルチレベルパルサー。 A plurality of signal paths between each of the plurality of input terminals and the output terminal, each signal path being connected in parallel with a pMOS or nMOS transistor connected to a first diode; the connected pMOS or nMOS transistor diode seen including, when said connected pMOS or nMOS transistor to the first diode is pMOS transistor, said pMOS or nMOS transistor connected to the second diode nMOS transistor , and the time the connected pMOS or nMOS transistor to the first diode is an nMOS transistor, said pMOS or nMOS transistor connected to the second diode are pMOS transistors, Bei a plurality of signal paths That, multilevel pulser of claim 10. 前記出力電圧が所定の入力電圧に等しい、請求項10に記載のマルチレベルパルサー。   The multi-level pulsar according to claim 10, wherein the output voltage is equal to a predetermined input voltage. 前記出力端子に接続された抵抗をさらに備える、請求項10に記載のマルチレベルパルサー。   The multi-level pulsar according to claim 10, further comprising a resistor connected to the output terminal. 前記第1のトランジスタはpMOSであり、前記第2のトランジスタはnMOSである、請求項10に記載のマルチレベルパルサー。 The multilevel pulsar according to claim 10, wherein the first transistor is a pMOS and the second transistor is an nMOS. 前記第1のダイオードが、前記第1のトランジスタに接続されたアノードおよび前記出力端子に接続されたカソードを有する、請求項10に記載のマルチレベルパルサー。   The multi-level pulsar according to claim 10, wherein the first diode has an anode connected to the first transistor and a cathode connected to the output terminal. 前記第2のダイオードが、前記第2のトランジスタに接続されたカソードおよび前記出力端子に接続されたアノードを有する、請求項10に記載のマルチレベルパルサー。   11. The multi-level pulsar according to claim 10, wherein the second diode has a cathode connected to the second transistor and an anode connected to the output terminal. 超音波パルスを発生する装置であって、  An apparatus for generating ultrasonic pulses,
二つ以上の状態を有する入力信号を受信するように構成された入力端子および出力端子を有するレベルシフタであって、前記出力端子に1つ以上の制御信号を出力するように構成されたレベルシフタと、  A level shifter having an input terminal and an output terminal configured to receive an input signal having two or more states, the level shifter configured to output one or more control signals to the output terminal;
前記レベルシフタから前記1つ以上の制御信号を受信し、前記レベルシフタから受信した1つ以上の制御パルスに対応する複数のマルチレベルパルスを提供するように構成されたパルサーと、  A pulser configured to receive the one or more control signals from the level shifter and provide a plurality of multi-level pulses corresponding to the one or more control pulses received from the level shifter;
前記パルサーから前記複数のマルチレベルパルスを受信し、前記複数のマルチレベルパルスのそれぞれを音響超音波信号に変換するように構成された容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ(CMUT)であって、それぞれの音響超音波信号は前記複数のマルチレベルパルスの1つと対応する容量性マイクロマシン超音波トランスデューサと、を含み、  A capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT) configured to receive the plurality of multilevel pulses from the pulser and convert each of the plurality of multilevel pulses into an acoustic ultrasonic signal, The ultrasonic signal includes one of the plurality of multi-level pulses and a corresponding capacitive micromachined ultrasonic transducer;
前記レベルシフタおよび前記パルサーは前記複数のマルチレベルパルスに対応して超音波信号レベルが変化したときに熱を放散するように構成されている、  The level shifter and the pulser are configured to dissipate heat when an ultrasonic signal level changes corresponding to the plurality of multi-level pulses.
装置。  apparatus.
前記レベルシフタおよび前記パルサーは、固体状態のチップに集積されている、請求項18に記載の装置。  19. The apparatus of claim 18, wherein the level shifter and the pulsar are integrated on a solid state chip. 前記レベルシフタ、前記パルサー及び前記CMUTは、固体状態のチップに集積されている、請求項19に記載の装置。  The apparatus of claim 19, wherein the level shifter, the pulsar, and the CMUT are integrated on a solid state chip. 前記レベルシフタは、コンデンサに接続されたインバータをさらに備え、前記レベルシフタは少なくとも二つの入力電圧を受ける、請求項18に記載の装置。  The apparatus of claim 18, wherein the level shifter further comprises an inverter connected to a capacitor, the level shifter receiving at least two input voltages. 前記レベルシフタは、  The level shifter is
入力電圧を受ける電圧入力端子と、  A voltage input terminal for receiving an input voltage; and
前記入力電圧からレベルシフトされた出力電圧を提供する出力電圧端子と、  An output voltage terminal providing an output voltage level-shifted from the input voltage;
前記電圧入力端子と前記出力電圧端子との間に接続された1つ以上のコンデンサと、  One or more capacitors connected between the voltage input terminal and the output voltage terminal;
能動高圧素子への入力と高圧電源の第1の電圧の間に逆バイアス構成で接続された1つ以上のダイオードと、をさらに備える、請求項18に記載の装置。  The apparatus of claim 18, further comprising one or more diodes connected in a reverse bias configuration between an input to the active high voltage element and a first voltage of the high voltage power supply.
前記能動高圧素子がインバータを備える、請求項22に記載の装置。  24. The apparatus of claim 22, wherein the active high voltage element comprises an inverter. 前記パルサーは、  The pulsar is
それぞれの入力電圧を受けるように構成された複数の入力端子と、  A plurality of input terminals configured to receive respective input voltages;
出力電圧を提供するように構成された出力端子と、  An output terminal configured to provide an output voltage;
第1のダイオードに接続された第1の導電型を有する第1のトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに接続された第2の導電型を有する第2のトランジスタを含む、第1の入力端子と前記出力端子の間の信号経路と、をさらに備える、請求項18に記載の装置。  A first transistor having a first conductivity type connected to the first diode and a second transistor having a second conductivity type connected to a second diode connected in parallel; The apparatus of claim 18, further comprising a signal path between an input terminal and the output terminal.
前記パルサーは、電荷再利用をもたらすために、出力容量の充電および放電を制御するコントローラを備える、請求項24に記載の装置。  25. The apparatus of claim 24, wherein the pulser comprises a controller that controls charging and discharging of an output capacitance to provide charge recycling. 前記第1の入力端子と前記パルサーの前記出力端子との間に複数の信号経路を備え、各信号経路は、第1のダイオードに接続された第1の導電型を有するトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに接続された第2の導電型を有するトランジスタを含むものである、請求項24に記載の装置。  A plurality of signal paths are provided between the first input terminal and the output terminal of the pulser, and each signal path is connected in parallel with a transistor having a first conductivity type connected to a first diode. 25. The apparatus of claim 24, comprising a transistor having a second conductivity type connected to the second diode. 前記第1の導電型はpMOSであり、前記第2の導電型はnMOSである、請求項26に記載の装置。  27. The device of claim 26, wherein the first conductivity type is a pMOS and the second conductivity type is an nMOS. 前記出力電圧が所定の入力電圧に等しい、請求項24に記載の装置。  25. The apparatus of claim 24, wherein the output voltage is equal to a predetermined input voltage. 前記第1のダイオードが、前記第1のトランジスタに接続されたアノードおよび前記パルサーの前記出力端子に接続されたカソードを有し、前記第2のダイオードが、前記第2のトランジスタに接続されたカソードおよび前記パルサーの前記出力端子に接続されたアノードを有する、請求項24に記載の装置。  The first diode has an anode connected to the first transistor and a cathode connected to the output terminal of the pulsar, and the second diode is a cathode connected to the second transistor. 25. The apparatus of claim 24, further comprising an anode connected to the output terminal of the pulsar. 第1の基板上の少なくとも1つの超音波トランスデューサと、  At least one ultrasonic transducer on the first substrate;
前記少なくとも1つの超音波トランスデューサに接続された、前記第1の基板とは異なる第2の基板上のマルチレベルパルサーであって、  A multi-level pulser on a second substrate different from the first substrate connected to the at least one ultrasonic transducer;
それぞれの入力電圧を受けるように構成された複数の入力端子と、  A plurality of input terminals configured to receive respective input voltages;
出力電圧を提供するように構成された出力端子と、  An output terminal configured to provide an output voltage;
第1のダイオードに接続された第1のトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに接続された第2のトランジスタを含む、前記複数の入力端子の第1の入力端子と前記出力端子の間の信号経路と、を含み、  Between the first input terminal of the plurality of input terminals and the output terminal, including a first transistor connected to the first diode and a second transistor connected to the second diode connected in parallel. And a signal path of
前記第1のトランジスタは、pMOSトランジスタまたはnMOSトランジスタであり、前記第1のトランジスタがpMOSトランジスタであるとき前記第2のトランジスタはnMOSトランジスタであり、前記第1のトランジスタがnMOSトランジスタであるとき前記第2のトランジスタはpMOSトランジスタであるマルチレベルパルサーと、  The first transistor is a pMOS transistor or an nMOS transistor. When the first transistor is a pMOS transistor, the second transistor is an nMOS transistor, and when the first transistor is an nMOS transistor, the first transistor is an nMOS transistor. The second transistor is a multi-level pulser that is a pMOS transistor,
を備える、装置。  An apparatus comprising:
電荷再利用をもたらすように、前記超音波トランスデューサに関連する出力容量の充電および放電を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項30に記載の装置。  32. The apparatus of claim 30, further comprising a controller configured to control charging and discharging of an output capacitance associated with the ultrasound transducer to provide charge recycling. 前記マルチレベルパルサーが、前記複数の入力端子のそれぞれの入力端子と前記出力端子の間に複数の信号経路を備え、各信号経路は、第1のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタおよび並列接続してなる第2のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタを含み、前記第1のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタがpMOSトランジスタであるとき、前記第2のダイオードに接続された前記pMOSまたはnMOSトランジスタはnMOSトランジスタであり、前記第1のダイオードに接続されたpMOSまたはnMOSトランジスタがnMOSトランジスタであるとき、前記第2のダイオードに接続された前記pMOSまたはnMOSトランジスタはpMOSトランジスタである、請求項30に記載の装置。  The multi-level pulsar includes a plurality of signal paths between the input terminals and the output terminals of the plurality of input terminals, and each signal path is connected in parallel with a pMOS or nMOS transistor connected to a first diode. When the pMOS or nMOS transistor connected to the first diode is a pMOS transistor, the pMOS or nMOS transistor connected to the second diode is connected to the second diode. The nMOS transistor is an nMOS transistor. When the pMOS or nMOS transistor connected to the first diode is an nMOS transistor, the pMOS or nMOS transistor connected to the second diode is a pMOS transistor. In a device of claim 30. 前記出力電圧が所定の入力電圧に等しい、請求項30に記載の装置。  32. The apparatus of claim 30, wherein the output voltage is equal to a predetermined input voltage. 前記出力端子に接続されたコンデンサをさらに備える、請求項30に記載の装置。  32. The apparatus of claim 30, further comprising a capacitor connected to the output terminal. 前記出力端子に接続された抵抗をさらに備える、請求項30に記載の装置。  32. The apparatus of claim 30, further comprising a resistor connected to the output terminal. 前記第1のトランジスタはpMOSであり、前記第2のトランジスタはnMOSである、請求項30に記載の装置。  32. The apparatus of claim 30, wherein the first transistor is a pMOS and the second transistor is an nMOS. 前記第1のダイオードが、前記第1のトランジスタに接続されたアノードおよび前記出力端子に接続されたカソードを有する、請求項30に記載の装置。  32. The apparatus of claim 30, wherein the first diode has an anode connected to the first transistor and a cathode connected to the output terminal. 前記第2のダイオードが、前記第2のトランジスタに接続されたカソードおよび前記出力端子に接続されたアノードを有する、請求項30に記載の装置。  32. The apparatus of claim 30, wherein the second diode has a cathode connected to the second transistor and an anode connected to the output terminal. 第1の基板上の少なくとも1つの超音波トランスデューサと、  At least one ultrasonic transducer on the first substrate;
前記少なくとも1つの超音波トランスデューサに接続された、前記第1の基板とは異なる第2の基板上のレベルシフタであって、  A level shifter on a second substrate different from the first substrate connected to the at least one ultrasonic transducer;
入力電圧を受けるように構成された入力端子と、  An input terminal configured to receive an input voltage;
前記入力電圧からレベルシフトされた出力電圧を提供するように構成された出力端子と、  An output terminal configured to provide an output voltage level shifted from the input voltage;
前記入力端子と前記出力端子との間に接続されたコンデンサと、  A capacitor connected between the input terminal and the output terminal;
能動高圧素子への入力と高圧電源の第1の電圧の間に逆バイアス構成で接続されたダイオードと、を含み、  A diode connected in a reverse bias configuration between an input to the active high voltage element and a first voltage of the high voltage power supply;
前記能動高圧素子の入力は、前記コンデンサの出力と接続されているレベルシフタと、  The input of the active high voltage element is a level shifter connected to the output of the capacitor;
を備える、装置。  An apparatus comprising:
前記第1の基板は、半導体基板である、請求項39に記載の装置。  40. The apparatus of claim 39, wherein the first substrate is a semiconductor substrate. 前記少なくとも1つの超音波トランスデューサは、容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ(CMUT)である、請求項39に記載の装置。  40. The apparatus of claim 39, wherein the at least one ultrasonic transducer is a capacitive micromachined ultrasonic transducer (CMUT). 前記レベルシフタに接続され、前記第2の基板上に搭載されたパルサーをさらに備える、請求項39に記載の装置。  40. The apparatus of claim 39, further comprising a pulsar connected to the level shifter and mounted on the second substrate. 前記少なくとも1つの超音波トランスデューサを含む複数の超音波トランスデューサを備え、前記複数の超音波トランスデューサは、高強度集束超音波(HIFU)を発するように構成されている、請求項39に記載の装置。  40. The apparatus of claim 39, comprising a plurality of ultrasonic transducers including the at least one ultrasonic transducer, wherein the plurality of ultrasonic transducers are configured to emit high intensity focused ultrasound (HIFU).
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